关于大村铜矿极薄矿体浅孔爆破技术的浅要分析

[摘要]对浅孔爆破技术的研究是开采大村矿床极薄矿体不可或缺的部分。改进爆破方法、调整爆破参数，最终摸索出一种适合于开采大村矿床极薄矿体的爆破技术才是当务之急。通过桂花公司井下的生产实践及相关采矿实验表明，我们可以通过调整打眼位置、布眼方式、眼孔深度及装药量等爆破参数，最终能达到很好的爆破效果。

[关键词]浅孔爆破技术 极薄矿体 调整爆破参数

[中图分类号] P578.2+5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-3-323-2

0前言

由于大村矿床的矿体为极薄矿体。依据生产实践及采矿实验的经验总结，在开采时选择只开采矿层部分不开采顶底板围岩的采矿方法，才最终能够降低损失率、贫化率保证供矿品质的方法。但是，既要保证品质又要提高生产效率，就必须在爆破技术上不断的摸索，最终找到一条可行的出路，才能实现公司的长期盈利，也才能使桂花公司带来生存与发展的机会。

1浅孔爆破参数的设计

1.1爆破地质条件

桂花大村矿床为层状面型矿床，在矿石的垂直产出中，分为上、中、下三层，从上至下依次为页岩、砾岩、砂岩，三种类型的矿石在矿体中无明显的分界线，矿体连续性好，矿体产状与围岩产状一致。矿体平均厚度约为0.59m，松散系数1.6，矿石硬度系数f=8～14，围岩硬度系数f斑岩=8～14 、f泥=3～5，顶、底板围岩稳固。地质构造较简单，断裂及次一级褶皱不多，一般规模小，节理裂隙较发育。

1.2孔网参数的确定

（1）炮孔直径及药卷直径。桂花公司目前所使用的钻头直径基本为42mm，药卷直径为32mm（硝铵炸药）。依据现场对爆破效果的总结，因为矿层较薄，爆破时对顶、底板围岩的破坏都相对比较大，爆破空区高度还是难以顺利控制在设计范围内。

通过这些现象的分析表明，除部分区域内的岩石可爆性有所复杂外，主要是需要在炮孔直径及药卷直径上找原因。

依据“岩石爆破理论”中的“岩石内部作用分析”可得出，药包在无限岩体内爆炸作用后，会引起岩体产生不同程度的破坏，可分为近区、中区和远区三个部分。其中，中区（破裂区）是工程爆破中矿岩破碎的主要区域。破裂区破坏范围为（8―150）R0的区域（R0为药包半径）。在相同性质的矿岩中药包半径越小破裂区域越小。

因此，在对大村矿床极薄矿体的爆破中，若要降低空区高度，减小对顶、底板围岩的破坏。就应当使用小钻头打小孔径的炮孔，同时使用小直径的药卷。建议药卷直径采用25―28，mm的小直径药卷，炮孔直径施工成30―35mm的小孔径炮孔。

（2）抵抗线W。结合大村矿床极薄矿体爆破地质条件，及现场爆破效果经验可总结出：W=（10―20）d，式中：d―钻头直径，29--34mm；或W=（0.2―0.25）L，L―炮孔平均深度，1.5―2.5m。

（3）孔间距和排间距。依据现场的总结，对极薄矿体的爆破应当是，排间距基本等于布孔位置处的矿体厚度，孔间距可略小于排间距，且两者相差一般不超过10--20cm；孔间距a=0.3―0.5m；排间距b=0.35―0.6m，在爆破时，对排间距与孔间距的灵活调整，才能最终降低采空区高度。

1.3炸药单耗的确定

炸药单耗与岩石的硬度普氏系数、断层控制状况及裂隙发育情况有关，主要取经验值，且根据岩石风化程度薄弱面分布情况来调整。

因为砂岩矿石硬度系数为f=8～14，页岩矿石f=3～5。因此，通过查表1-1可得，砂岩矿炮孔炸药单耗约为1.0―2.5/kg・m-3；页岩矿炮孔炸药单耗约为0.26―1.0/kg・m-3。

2大村矿床极薄矿体内布置眼孔的最佳方式

2.1浅孔爆破中炮孔排列的原则及炮孔排列的三种方法

炮孔排列的原则是：尽量使炮孔排间距等于最小抵抗线W；排与排之间尽量错开使其分布均匀，让每孔负担的破岩范围基本相等，以保证矿块均匀；多用水平或上向孔，以便凿岩；炮孔方向尽量与自由面平行。

浅孔爆破中，炮孔排列一般有三种不同的方法：①平行排列；②之字形排列；③梅花形排列。

2.2适合于大村矿床极薄矿体的炮孔排列的方法

按照矿体厚度分类，厚度在0.8m以下的称之为极薄矿体。在回采时，如果只考虑回采矿层不回采顶底板废石，我们在打眼布孔时就必须要求把眼孔布置在矿体内。因此，对打眼位置，布眼形式等都有比较高的要求。

依据现场经验总结，适合于大村矿床极薄矿体的眼孔布置方式主要为梅花形布眼。简言之，就是单、双眼交错布置，布置一排双眼后，又布置一排单眼，并依次轮回。要求单眼布置在矿体的正中间，双眼也必须布置在矿内，双眼的顶眼和底眼都必须分别距离矿体顶底板界线5―10cm以上。基本遵循“多打眼少装药”的原则。（如图1）

3炮孔装药量计算

3.1顶眼装药量计算

依据现场矿体情况，双眼中的顶眼一般情况下布置在泥质页岩的矿层里面。而泥质页岩矿炮孔炸药单耗约为0.26―1.0/kg？m-3；若炮孔深度为1.5m，炮孔直径为35mm，炸药单耗取中值0.63/kg？m-3时，装药量为363.5g/孔，若按200g/筒药来计算，大约装2筒/孔的药量。

3.2底眼装药量计算

依据现场矿体情况，双眼中的底眼一般情况下布置在砂岩矿里面。砂岩矿炮孔炸药单耗约为1.0―2.5/kg・ m-3；若炮孔深度为1.5m，炮孔直径为35mm，炸药单耗取中值1.75/kg・m-3时，装药量为1009.7g/孔，若按200g/筒药来计算，大约装5筒/孔的药量。

3.3单眼装药量计算

依据现场的矿体情况，单眼布置在矿体的中间，基本位于砂岩矿与页岩矿的交界处的砾岩中。但是从现场来看，砾岩矿层的厚度极薄，因此在爆破时，基本只考虑砂岩矿与页岩矿的硬度系数问题。因此，单眼的装药量应当基本等于双眼的总装药量，或是略有偏大。

3.4起爆方式

起爆方式采用非电系统秒延期导爆管雷管起爆，近自由面处先起爆，远自由面处后起爆，每个段别雷管只起爆一排炮孔，两个双眼为同一个段别，单眼为另一个段别。网路连接形式采用簇式并联或分簇式并联，起爆网路连线如图2所示。

4爆破对采空区顶、底板围岩的影响分析

4.1爆破对顶板围岩的影响分析

大村矿床顶板围岩为泥质页岩，层状面型结构层理面比较明显，且矿体顶板附近有一层直接顶，直接顶与矿体的关系为，直接顶与矿石的总厚度为1.0-1.2m，两者处在一种动态平衡的关系中，当矿体变厚时，直接顶变薄，当矿体变薄时，直接顶变厚。例如：矿体有0.4―0.6m厚时，直接顶有0.6―0.8m厚，反之亦然。

因此，在爆破时必须考虑直接顶会跨落，导致安全威胁及矿石的损失贫化等问题。由此要求整个眼孔必须施工在矿体内，对眼孔的坡度、角度等施工要素必须严格控制。就必须要求操作者具备很高的操作技能，特别是炮孔必须与顶板围岩的层面平行，打眼时才不挑着顶板围岩，才能保证直接顶不会垮落。

4.2爆破对底板围岩的影响分析

大村矿床底板围岩为中细粒砂岩，一般情况底板围岩较为稳固，但是节理裂隙还是比较发育。在爆破时也不宜破坏底板围岩，如果在打眼施工时，把眼孔施工底板废石里面。爆破后就会使底板围岩变得比较松散，如果用电耙等设备进采空区里面出矿石的话，就会使二次贫化等问题变得严重，也给矿、废的人工分选劳动强度加大，同时，矿石品质降低都的幅度较大。

5结论

研究大村矿床极薄矿体爆破技术的课题是难题中的难题。但是实践证明，通过调整相关的爆破参数和眼孔直径、药卷直径；以及，通过提高操作技能严格现场操作，遵循不打废石眼的原则；是可以达到预期的爆破效果的。

因此，只要在采矿爆破技术上能够有所突破，能把最终采空区高度降到了极限，最终降低了损失率、贫化率，提高了生产效率及供矿品质。桂花公司不但能够解决生存与发展的问题，同时还能够实现长期的盈利。

参考文献

[1]《云南省大姚桂花铜选冶有限公司大村铜矿资源现状核查报告》云南楚雄思远投资有限公司矿产资源开发部，2012.

[2]《爆破工程》，张云鹏，冶金工业出版社，2011.

[3]《工程爆破》，翁春林，叶加冕，冶金工业出版社，2004.

[4]《桂花大村塔包谷么矿段开发工程、可行性研究报告》昆明有色冶金设计院，2008.

[5]《金属矿床地下开采》解世俊，冶金工业出版社，1986.

[6]《大村铜矿区田房矿段详查及塔包谷么、麻地箐勘探矿段补充工作报告》，云南地质局十四地质队，1973.